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差分演化的收敛性分析与算法改进
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:《软件学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]石家庄经济学院信息工程学院,河北石家庄050031, [2]河北大学数学与计算机学院,河北保定071002, [3]中国地质大学计算机学院,湖北武汉430074
  • 相关基金:Supported by the National Natural Science Foundation of China under Grant Nos.60473045, 60471022(国家自然科学基金);Hebei Provincial Natural Science Foundation of China under Grant No.F2008000635 (河北省自然科学基金)致谢 衷心感谢审稿专家提供的宝贵修改意见和建议.
中文摘要:

为了分析差分演化(differential evolution,简称DE)的收敛性并改善其算法性能,首先将差分算子(differential operator,简称DO)定义为解空间到解空间的笛卡尔积的一种随机映射,利用随机泛函理论中的随机压缩映射原理证明了DE的渐近收敛性;然后,在"拟物拟人算法"的启发下,通过对DE各进化模式的共性特征与性能差异的分析,提出了一种具有多进化模式协作的差分演化算法(differential evolution with multi-strategy cooperating evolution,简称MEDE),分析了它所具有的隐含特性,并在多模式差分算子(multi-strategy differential operator,简称MDO)定义的基础上证明了它的渐进收敛性.对5个经典测试函数的仿真计算结果表明,与原始的DE,DEfirDE和DEfirSPX等算法相比,MEDE算法在求解质量、适应性和鲁棒性方面均具有较明显的优势,非常适于求解复杂高维函数的数值最优化问题.

英文摘要:

To analyze the convergence of differential evolution(DE) and enhance its capability and stability,this paper first defines a differential operator(DO) as a random mapping from the solution space to the Cartesian product of solution space,and proves the asymptotic convergence of DE based on the random contraction mapping theorem in random functional analysis theory.Then,inspired by"quasi-physical personification algorithm",this paper proposes an improved differential evolution with multi-strategy cooperating evolution(MEDE) is addressed based on the fact that each evolution strategy of DE has common peculiarity but different characteristics.Its asymptotic convergence is given with the definition of multi-strategy differential operator(MDO),and the connotative peculiarity of MEDE is analyzed.Compared with the original DE,DEfirDE and DEfirSPX,the simulation results on 5 classical benchmark functions show that MEDE has obvious advantages in the convergence rate,solution-quality and adaptability.It is suitable for solving complex high-dimension numeral optimization problems.

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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54609